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太阳帆航天器三维动画可视化仿真平台的设计与实现论文(合集五篇)
编辑:悠然自得 识别码:130-976764 其他范文 发布时间: 2024-04-26 22:21:46 来源:网络

第一篇:太阳帆航天器三维动画可视化仿真平台的设计与实现论文

0 引言

太阳帆航天器是一种在深空探测和星际航行等领域极具潜力的新型航天器,利用太阳光压产生持续推力,给航天器提供持续动力,本身无需携带大量的燃料,因此在深空探测和星际航行等航天领域具有广阔的应用前景,近年来受到国际航天界的广泛关注。

美国宇航局(NASA)、日本宇航局(JAXA)、欧洲航天局(ESA)等多个世界研究机构正在研制利用太阳帆航天器进行推进任务(如Pole Site、Geosail、Geostorm等),但是,离利用太阳帆进行深空探测及星际航行还有一定的距离,还有一系列的关键技术需要攻克。针对太阳帆航天器进行一次太空航行任务,需要高额的成本,本文提供了一种经济且有效的方式,研究并开发了一套三维可视化仿真平台,利用仿真平台模拟太阳帆航天器的飞行情况,为实际太阳帆航天器飞行提供一定的参考。

截止目前,未发现有关太阳帆航天器可视化仿真平台的文献。本文利用C++6.0、Multigen Creator/Vega、及MATLAB等软件相结合搭建了一个太阳帆三维动画可视化仿真平台。利用视点控制及多通道多视点技术分别在不同的通道中观察太阳帆的飞行轨迹及姿态变化;通过VC++与MATLAB的交互编程,利用MAT文件的仿真数据驱动多个物体同时移动;利用Vega和OpenGL混合编程,实现了飞行轨迹及姿态信息实时显示的功能。太阳帆航天器三维动画可视化仿真平台总体设计

三维动画可视化仿真系统主要由太空飞行仿真场景及视景仿真模型两大部分构成。飞行仿真场景是指太阳帆所飞行的具体环境;视景仿真模型是指太阳帆航天器的具体结构模型。

本文首先利用Creator建立太空环境飞行仿真场景(太空环境)和太阳帆航天器的结构视景仿真模型(flt文件);接着利采用Vega提供的Lynx工具将flt文件导入相应的场景中,然后,进行一系列的初始化工作,并将其储存为应用程序定义文件(ADF)文件;最后,通过MATLAB计算各个时刻太阳帆的飞行轨迹和姿态数据,并通过载入模型对象的位置及姿态数据,完成对太阳帆的飞行轨迹和姿态变化的三维可视化仿真。仿真软件平台环境和开发中的关键技术

2.1 在Visual C++环境下Vega应用程序的开发

Windows平台上Vega应用程序的开发,利用MFC框架开发程序能够有效地应用Vega函数库,可以极大程度地减小程序开发的工作量。本文采用基于MFC开发Vega应用程序。

2.2 三维动画场景和模型的建立

Multigen Creator是一款专业化的建模软件工具,可以有效地创建交互式实时应用的三维模型及场景。本文利用Creator建立太空环境模型和太阳帆航天器的结构模型。太阳帆航天器的结构主要包括大面积帆膜、支撑机构及中心控制机构等其它附属机构,模型的正面视图如图2所示。将Creator中建好的模型文件导入Vega中,利用Vega所提供的Lynx定义三维动画场景中的模型元素属性和相互位置关系,最后生成用于太阳帆航天器三维动画仿真平台的ADF文件,即虚拟场景文件。

2.3 多通道渲染技术

本文采用多通道技术实现在同一时刻不同位置观察各角色模型对象的运动状态。在一个通道中观察包括太阳帆在内的多个运动模型的相对运动轨迹,而在另外一个通道中观察太阳帆航天器姿态的变化过程,结合两个通道同时观察太阳帆航天器飞行状况。

2.4 数据驱动

本系统利用仿真数据与各模型对象进行关联,通过不断调用相关联的数据进行位置及姿态的更新,实现逼真的可视化效果,能够准确地展现控制效果。利用MATLAB与VC++之间的交互编程调用MAT文件,并采用MAT文件的操作方法来读取MAT文件,从而实现利用仿真数据驱动太阳帆、地球等模型对象的运动。仿真实例

三维可视化仿真平台系统界面主要包括菜单栏、主窗口和操作面板。其中主窗口中有两个通道,分别显示各模型对象飞行的轨迹与太阳帆的姿态变化;操作面板则用来控制仿真的进度,并同时显示太阳帆、地球等角色对象的位置、姿态及速度信息。首先载入使用MATLAB进行太阳帆航天器轨迹优化仿真后保存的MAT数据文件,与太阳帆、地球等模型绑定其相关的位姿数据。太阳帆航天器以一定的位姿出现在仿真环境中,通过视点切换,并选择合适的视点来观察太阳帆飞行过程。仿真过程中可以选择开始仿真、暂停仿真、重启仿真。结论

本文通过Vega和VC++相结合的方法,设计并开发了一套太阳帆航天器三维动画可视化仿真平台。利用Creator软件建立相关模型;采用多通道多视点技术分别观察太阳帆航天器的飞行轨迹及姿态变化,并通过视点控制技术,可以从任意位置任意角度观察太阳帆航天器的飞行状态;通过MATLAB与VC++的交互编程,实现了多个运动体同时移动;通过回调函数解决了Vega和OpenGL混合编程问题,给系统增加了显示飞行轨迹及重要数据信息的功能。

第二篇:磁共振成像仿真平台设计与实现

磁共振成像仿真平台设计与实现

作者简介作者简介:水力(1987-),男,中南民族大学生物医学工程学院硕士研究生,研究方向为磁共振成像。0引言

磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)是一种利用核磁共振原理进行人体断层成像的技术[1]。近年来,随着磁共振成像技术的不断进步,其成像设备的研发得到了飞速发展,对MRI系统成像方法以及临床应用等方面的研究工作也日益增多。但磁共振成像仪是一种昂贵的医疗仪器,研究人员常常需要用仿真方法来检验他们的研究结果,此时,磁共振成像仿真平台的建立尤为必要。MRI仿真平台可方便研究人员比较和评价数据采集和图像重建的新算法。在研究中,一般先借助仿真模型,通过人工合成数据验证算法的可行性和准确性。模型数据测试可行后,才用MRI扫描仪得到的试验数据进行验证。利用仿真平台进行图像重建算法研究的优点是: 模型是已知的,重建结果有可比较的参考对象,而且可以按照成像原理获得不同采集模式的数据,算法研究前期可节省用扫描仪采集数据的花费。

本文利用Matlab图形用户界面仿真MRI成像过程,模拟K空间数据采集和图像重建。该平台模拟了线性、螺旋及并行扫描3种成像方式,可以导入不同模型图像,设计K空间扫描轨迹,模拟K空间数据采集过程,并显示采集信号的波形。还对3种成像方式的图像重建方法进行了实现,对重建误差进行了分析。界面简明友好,为后续MRI成像算法的研究提供了一种有效工具。

1软件系统设计

本文介绍了Matlab图形用户界面开发环境GUIDE[2],实现了磁共振成像仿真模拟平台的结构和功能。该软件可以实现MRI模型图像导入、模型切换、K空间轨迹设计[3]、K空间数据采集、图像重建以及误差分析等功能。是学习以及进一步研究磁共振成像方法的有力平台工具。磁共振成像仿真平台软件由图像导入系统、K空间轨迹设计和数据采集系统、图像重建系统三大功能模块组成,如图1所示。

图1软件系统模块

2软件系统功能

采用Core2-3.0G CPU,1.99G内存和120G硬盘的PC机在Matlab2007上实现,软件界面如图2所示。

以下分别对软件各个模块的功能进行介绍。

2.1图像导入系统

通过选项框有5个图像模型可选,如图3所示,分别为不同分辨率的Shepp_logan模型和分辨率为128×128和256×256的头部模型,点击显示图像按键后导入图像到指定轴。

2.2K空间数据采集系统

K空间数据采集系统分为K空间轨迹设计和模拟数据采集过程的信号波形显示两个部分。

目前,本仿真平台研究了3种采样轨迹的设计和数据采集:①等间隔采样轨迹,即线性采集;②均匀螺旋轨迹设计和采集;③并行轨迹设计和采集。根据扫描轨迹设置相关参数设计出K空间填充轨迹后,再利用模拟数据采集的过程,得到图像重建需要的K空间数据,即采集到的信号。其中线性、并行扫描显示的是一行行采集波形,而螺旋扫描显示的是一支支采集波形。

图2软件界面

图3导入模型

在数据采集波形显示部分,设置了多种扫描方式:单行(支)数据采集、连续动态采集,以及轨迹扫描和波形显示的动态同显。本界面还设计了良好的排错系统,使得界面更加人性化。

2.2.1线性采集

等间隔采样又称笛卡尔网格采样,它在K空间中是等间隔均匀采样,即基于线性填充轨迹的数据采样。在数据采集期间,所得数据沿Kx方向依次存放,Ky不变,采集的数据从左至右地顺序写入K平面的第一行,本行数据写完后,Ky加一再写第二行,直至写完。标准的2D K空间的标记轨迹为K空间内的一组平行线,即线性轨迹。如图4所示。

其频域信号为:S(kx,ky)=??Mxy(x,y,t)×

exp(-j(kx(t)x+ky(t)y))dxdy(1)2.2.2螺旋采集

螺旋轨迹的形式很多,本文采用的是均匀螺旋K轨迹(dK/dθ为常数)阿基米德螺线(Archimedean spiral)。在笛卡尔坐标系中,阿基米德螺线K轨迹可表示为:

图4等间隔K-空间采样轨迹Kx=Kcosθ=Aθ(t)cosθ

Ky=Ksinθ=Aθ(t)sinθ(2)螺旋轨迹一般从K空间中央出发,然后呈螺旋状向外扩展,轨迹如图5所示。其中,(a)是采集单只螺旋轨迹,(b)是采集20支螺旋轨迹。

图5均匀螺旋采样轨迹

2.2.3并行采集

并行磁共振成像的数据用相控阵线圈,以加速因子(acceleration factor)R 进行采集,也就是每隔R个相位编码步做一次相位编码步数据采集,如图6所示。

(a)(b)

图6线性和并行采集的K空间

(a)为正常采集的K空间数据示意图,每一条横线就是一个相位编码步,每个相位编码行之间的距离为ΔK;(b)图为以加速因子R等于4时进行加速采样的K空间数据示意图。K空间中每两个相位编码行之间的距离为R•ΔKy,等于不加速时采样间隔ΔKy的4倍,其中R小于多线圈阵列线圈的数量Nc。增大相位编码行之间的距离,以加速因子R的间隔进行扫描采集,减少了成像FOV,变为了原来的1/R。若成像物体超过了FOV的大小,则会产生卷折伪影。并行磁共振成像就是采用相控阵线圈加速采集MRI数据,利用相控阵线圈提供的额外空间信息,通过适当的并行成像算法,重建出没有卷折的图像。理论上线圈的个数决定了最大的加速因子R,数据采集时间只需要单个线圈的1/R。并行磁共振成像对于提高MRI速度有显著作用。

2.3图像重建系统

图像重建系统分为重建和误差分析两个部分。线性采集的K空间数据通过二维傅里叶变换图像重建法重建出图像,螺旋重建的K空间数据通过Jackson网格化法[4]重建出图像,并行采集的K空间数据通过并行重建算法SENSE[5??6]重建出图像。在重建完图像之后,将原导入图像作为参考图像,将重建图像与之进行对比(误差分析)。本文求差值图并计算误差。差值图越黑说明重建图像与原参考图像越接近,重建质量越好。

2.3.1线性重建

在用离散二维傅里叶变换模拟数据采集过程,得到频域信号数据的基础上,只需一个二维反傅里叶变换即可重建出图像,其计算公式如下:m(x,y)=∫∞∞∫∞∞S(kx,ky)e2πikxx+2πikyydkxdky(3)其中,m(x,y)是最终得到的图像体素信息,S(kx,ky)是采集到的频率信号(原始K空间数据)。

2.3.2螺旋重建

Jackson网格化法重建出图像的步骤是:①对采样数据进行加权, 以补偿不均匀的采样密度;②卷积加权后的数据, 并重新采样到一个笛卡尔网格;③对笛卡尔网格上的数据进行傅氏反变换;④对傅氏反变换后的数据进行幅值校正, 去掉卷积函数的影响, 得到重建的图像。在数学上可以表示为:Mwcs(kx,ky)={[M(kx,ky)•W(kx,ky)]*C(kx,ky)}•R(kx,ky)(4)其中,M(kx,ky)为k空间采样数据, W(kx,ky)为加权函数,C(kx,ky)为卷积函数, R(kx,ky)是笛卡尔网格的采样函数, Mwcs(kx,ky)为网格化处理后的K空间数据。

2.3.3并行重建

SENSE重建是一种基于图像域的重建方法,它先对各个线圈的K空间数据分别进行傅里叶变换,相控阵线圈中某个线圈j采集的信号可以表示为:Sj(kx,ky)=?毽?(x,y)Cj(x,y)exp(-i(kxx+kyy))dxdy(5)其中,Cj表示第j个线圈的空间灵敏度信息,根据Biot-Savart定理,线圈灵敏度计算方法为:B=∮cdB=μ0I4π∮cdl×rr2(6)ρ(x,y)表示质子密度,kx、ky代表K空间坐标,指数项表示傅立叶编码。相比于单线圈采集的MRI信号,并行MRI中需要知道每个线圈的空间灵敏度编码信息Cj(x,y)。得到各个线圈有重叠伪影的图像,然后在图像域将重叠图像部分展开,最终重建出一幅全 FOV 无重叠图像。

3仿真结果显示及分析

在界面运行时发现,分辨率越大的图像,设计轨迹和数据采集用的时间就越长。比如,对于64*64分辨率的图像,采集数据到保存需要半分钟,128*128分辨率的图像约需1分钟,而256*256分辨率图像的整个采集过程需耗时10多分钟。这是因为磁共振图像频率编码方向上的像素数目取决于在磁共振回波信号采集过程中采样点的多少,采样点越多,则图像在频率编码方向上的像素数目越多。在视野相同的前提下,像素径线越小,空间分辨率越高,但由于采样点增多,采集一个完整的回波信号所需要的时间越长,故分辨率大的图像采集数据时间越长。

单步采集线性轨迹,同样以64*64的Shepp_logan模型图像为例,分别采集具有代表性的第零行(即对应于K空间中心行)信号波形和远离K空间中心的第31行和-32行数据,其中横坐标表示空间频率,纵坐标表示信号幅值。对比观察波形如图7所示,其中,(a)采集的是K空间最上面一行数据;(b)采集的是K空间中间行数据;(c)采集的是K空间最下面一行数据。

图7单行采集数据波形比较

观察结果显示,第零行信号波形幅度最大,且最大幅度位于K空间中心位置(零傅里叶线位置),远离K空间中心的信号波形最小,且相对于零傅里叶线几乎左右对称。由K空间与图像位置关系可知,K空间中心部分对应低频傅里叶空间,信号幅度最大,决定图像的对比度;K空间边缘部分对应高频傅里叶空间,信号幅度最小,决定图像的分辨率。

螺旋采集一共采集20支螺旋轨迹,得到20*473个采样点,其信号波形如图8所示。分析波形可知,从零点开始,波形幅度最高,往后逐渐减小,即信号幅度变低,这与螺旋填充的规律相符合,因为螺旋是由K空间中心向边缘填充,而K空间中心对应低频傅里叶空间而远远对应高频傅里叶空间。

图8螺旋采集波形

并行采集轨迹,以256*256的Shepp_logan模型图像为例,采用加速因子为R=4,线圈个数为Nc=8采集数据,采集8个线圈各64行的数据,通过SENSE重建法得到重建数据。

结果显示,线性采集采用单个线圈采集信号,而并行采集采用多个线圈同时采集信号。线性采集在扫描K空间数据时是采用一行一行连续扫描的方式去采集,而并行采集对K空间进行欠采样,减少相位编码步数,其K空间数据的采样相位编码密度小,频率编码方向密度不变。

4结语

本MRI磁共振仿真平台模拟MRI数据采集过程,为科学研究和获得有效的仿真数据提供了方便,为后期研究其它重建如压缩感知重建新算法提供了数值模拟条件,也是检验和评估新算法是否可行的关键。后续可深入研究压缩感知和其它快速成像方式。

由于仿真都是在很理想的环境下进行的,因而难免会和实际情况有差别。对于仿真平台的可行性,可以引入磁共振仪实际工作中会出现的问题,并灵活地采用不同的脉冲序列进行信号激发和信号采集,在不同参数情况下,用不同的重建方法,观察它们对仿真结果的影响。如果用实际解剖模板作为输入,则可用于临床研究,为临床诊断提供指导。

参考文献参考文献:

[1]俎栋林.核磁共振成像学[M].北京:高等教育出版社,202_.[2]施晓红,周佳.精通GUI图形界面编程[M].北京:北京大学出版社,202_.[3]赵喜平.磁共振成像[M].北京:科学出版社,202_.[4]JACKSON J I, MEYER C H, NISHIMURA D G.Selection of a convolution function for Fourier inversion using gridding[J].IEEE T Med Imaging, 1991, 10(3): 473??478.[5]PRUESSMANN K P, WEIGER M, SCHEIDEGGER M B, et al.SENSE: Sensitivity encoding for fast MRI[J].Magn Reson Med,1999,42(5):952??962.[6]PRUESSMANN K P, WEIGER M, BORNNERT P, et al.Advances in sensitivity encoding with arbitrary k??space trajectories[J].

第三篇:教学资源共享平台设计与实现

教学资源共享平台设计与实现

摘要

随着多媒体信息技术和计算机网络技术的日益普及,网络教学作为教育的一种形式在世界范围内得到迅猛的发展,它突破传统教育过程在空间和时间上的限制,实现了教育资源在更大范围上的共享。网络教育资源建设是影响网络教育发展,保障网络教育质量的重要因素之一。怎样有效解决资源的网络共享问题,提高教学资源的可利用率,如何实现教学资源信息化的优化管理,充分发挥网络信息共享资源在高校教学中的作用等问题便成了每个高校迫切需要解决的问题。现在许多高校已经成功的搭建了自己的网络资源共享平台,有许多的成功经验,而作为新型高等本科院校,教学资源平台的建设还往往处于起步摸索阶段,因此有必要借鉴其它高校的成功经验,加快教学资源平台的建设,改善现存的资源共享访问瓶颈,为高校科研教学提供良好的资源服务。

通过创建交互式网页应用的网页开发技术手段,数据不再和页面以及网站混粘在一起,它独立了跟着用户走。在基于数据的应用中,用户需求的数据,可以从独立于实际网页的服务端取得并且可以被动态地写入网页中。帮助用户即师生解决管理、维护、存储、分享内容,并且通过用户对资源的访问密集度来作出整个网络资源的分布调整计划,使系统网络资源平台的共享性得到充分的发挥。

[关键词] 资源共享

管理系统

存储分享系统

ABSTRACT

目录

一、前言...........................................................................................................................................4

二、需求分析.................................................................................................错误!未定义书签。

(一)、系统需求...................................................................................错误!未定义书签。

(二)、功能需求...................................................................................错误!未定义书签。

1.权限设置......................................................................................错误!未定义书签。

三、总体设计.................................................................................................错误!未定义书签。

(一)、基本设计概念和处理流程.......................................................错误!未定义书签。

(二)、系统层次模块图.......................................................................错误!未定义书签。

(三)、数据库设计...............................................................................错误!未定义书签。

1.数据库需求分析..........................................................................错误!未定义书签。

四、详细设计与设计.....................................................................................错误!未定义书签。

五、结论与体会.............................................................................................错误!未定义书签。参考文献.........................................................................................................错误!未定义书签。

教学资源共享平台设计与实现

一、前言

目前,大多数的校园网络平台是针对用户使用功能定制的,没有一个统一的校园网教学资源库的建设。教师在使用网络资源时,仍然需要到校园网以外的网上搜索资源,使得某些共享教学资源重复被搜索、下载,降低了他们的利用率。为了提高共享教学资源的利用率,建立一个规范、丰富、实用、可广泛共享的高校网络教学资源共享系统,已经成为亟待解决的问题。

第四篇:网络教学平台论文:基于WebService技术的网络教学平台的设计与实现

网络教学平台论文:基于WebService技术的网络教学平台的设计与实现

【中文摘要】目前网络远程在线教学的发展在教育领域发挥着举足轻重的作用,但是在网络远程在线教学中,仍然存在很多问题亟待解决。特别是由于各教育机构的教学特点不一样,从现有网络教学平台应用可以分为以下几种情况:一是根据具体需求,由公司开发的专用的教学平台,此类教学平台多为定制的数据库结构,软件开发多采用C/S结构,通用性差,维护成本高,不易扩展;二是采用通用底层平台与数据库,而通过具体功能扩展来应用于具体的需求,此类教学平台多采用B/S结构,开发成本较高,在运行效率和用户体验上常常达不到满意的效果;三是只开发通用的固定功能,以降低再次开发的成本,这类平台不具备很强的扩展性,随着需求的变化往往要完全更换平台。解决这些困难是突破网络教学发展瓶颈的关键。本文提出基于Web Service技术的C/S和B/S混合体系结构搭建网络教学平台,并在此体系机构指导下解决目前网络教学平台所遇到的关键问题。并通过对Web Service技术的研究,得出符合当前网络教学平台搭建的体系结构。本文重点应用三层模型的系统开发框架,表示层、数据访问层和数据库层。表示层构建动态网页或WinForm客户端,建立和部署高性能的、高可伸缩性的Web应用,搭建稳定的客户端程序;数据访问层实现系统开发过程中的业务逻辑接口,负责向上和向下提取、提供数据和数据集;数据库层主要任务是构建底层数据库,其中既包括分

类设计数据库表、数据库视图、存储过程、触发器等。本文在进行上述研究的基础上,实现了一个基于Web Service技术的C/S和B/S混合体系结构网络教学平台,该平台设计了三个部分内容,其中公共信息和辅助平台为实践教学环节服务,提供基本的信息和交流管理方式,其中包含了实践教学的各种形式。本文从软件工程的角度描述了系统开发过程中的总体设计、详细设计、数据库设计的主要内容,最后测试并进行总结,在一定成度上为当前网络教学平台面临的问题提供了一个有效的解决途径,对网络教学平台开发提供重要参考。

【英文摘要】TheCurrently, network distance online teaching plays a pivotal role in the field of education, but there are still many problems to be solved.Because of the various difference on teaching characteristics among educational institutions, some of the existing teaching platforms are difficult to promote generally.This paper aims to build network teaching platform based on Web Service technology C/S and B/S hybrid architecture, and in the guidance of this system we solve the key issues which the network teaching platform may encounter.On the basis of a comprehensive analysis and argument, this paper highlight the three-tier model of system development framework for presentation layer, data access layer and database layer.to build dynamic Web pages or WinForm clients, build and deploy high-performance, highly scalable Web

applications, to build a stable client program;data access layer system development process in the business logic interface, is responsible for upward and downward extract, to provide data and data sets;database layer main task is to build the underlying database, which includes both classified design database tables, database views, stored procedures, triggers and so on.This article based on the above study have achieved a WebServicetechnology-based C/S and B/S hybrid architecture network teaching platform, which was designed in three parts, including public information and supporting platform for practice teaching service to provide basic information and communication management, which includes various forms of practical teaching.This paper describes the main contents on system development process’s overall design, detailed design, database design in the view of software engineering.Finally, sum up the test, to some extent, it provides an effective solution means for the facing problems to network teaching platform and provide an important reference.for the development of network teaching platform.【关键词】网络教学平台 Web服务 三层模型 混合体系结构

【英文关键词】Network Teaching Platform Web Service Three-layer model Mixed Structure

【目录】基于WebService技术的网络教学平台的设计与实现摘要4-5ABSTRACT5

第一章 引言9-19

1.1 研究背景和意义9-169-1010-1516-1718-19

1.1.1 网络教学平台的起源和发展1.1.2 网络教学平台国内外研究现状1.1.3 研究的意义15-161.3 章节安排17-18

1.2 论文的主要工作1.4 章节安排

2.1 C/S 和第二章 相关技术理论分析19-31

2.1.1 C/S 和B/S 简介B/S 体系结构19-2219-202.1.2 C/S 和B/S 的比较20-212.1.3 C/S 和B/S 混合体系结构21-2222-25

2.2 WEB SERVICE 技术

2.2.2 Web 2.2.1 Web Service 概念22-23Service 关键技术23-2424

2.2.3 Web Service 技术优势

2.3 开发相关2.3.2 2.2.4 Web Service 实现原理24-25

2.3.1 Microsoft.NET25-272.3.3 SQL Server272.4.1 UML 组成28-292.5 本章小结30-31

3.1 建设目标313.3 主要功能33技术25-27IIS2727-3029-30分析31-3831-3333-3534-3535-36

2.4 UML 概述2.4.2 UML 建模机制第三章 网络教学平台需求3.2 建设原则3.4 总体需求

3.4.2 系统性能需求3.5.1 系统数据流

3.6 本章小结3.4.1 系统功能需求343.5 数据流分析35-373.5.2 用户的数据流36-37

37-38第四章 网络教学平台设计与实现38-71

4.1.1 用户功能模块设计

4.1 系统功能设计38-4539-42设计45-4847-4848-51实现55-58现56-584.1.2 角色用例图设计42-45

4.2.1 开发模式45-474.3 数据库设计48-554.3.2 数据库表设计51-55

4.4.1 数据层设计55-56

4.2 总体框架及4.2.2 体系结构

4.3.1 实体设计

4.4 数据层设计与4.4.2 数据库实

4.5.1 数4.6 表4.6.2 表4.8 本章小5.1 测试4.5 数据访问层设计与实现58-61

4.5.2 数据访问层实现58-61

4.6.1 表示层设计61据访问层设计58示层设计与实现61-64示层实现61-64结70-71目的717274-7575-7678-80

4.7 关键代码实现64-70第五章 网络教学平台的测试71-755.2 测试环境71-72

5.3 测试步骤5.6 本章小结

6.1 总结5.4 测试结果分析72-74第六章 总结与展望75-776.2 展望76-77

致谢77-78参考文献

第五篇:移动校园门户平台的设计与实现论文

摘 要:移动校园平台在数字化校园的基础上,整合各方资源,具有交互性、共享性、自适应性强的特点。平台的实现,广大师生在智能移动终端上可随时随地利用数字校园平台进行相关应用应用系统内的信息查询、发布,提高工作和学习效率。

关键词:数字校园;移动校园;门户;Portal移动校园平台的研究意义

自从进入二十一世纪以来,互联网和移动通信技术得到了突飞猛进的发展,智能移动设备在硬件性能和软件功能方面得到不断的、迅速的提升,智能移动设备已经不再仅仅把功能限定在接打电话和收发短消息这些简单的功能上,而是顺应使用者日常需求日益多样化、个性化的发展形势,越来越类似于个人家用电脑——拥有独立操作系统,独立运行空间,使用者可以根据自己的需求下载安装相应的应用(办公软件、游戏软件、即时通讯软件等手机APP),且能够借助移动通讯网络来实现无线网络接入。根据中国互联网络信息中心CNNIC《第35次互联网发展状况统计报告》,截至202_年12月,台式机、笔记本等传统上网设备的使用率保持平稳,移动上网设备的使用率进一步增长,通过台式电脑和笔记本电脑接入互联网的比例分别为70.8%、43.2%,与202_年底基本持平;通过手机接入互联网的比例继续增高,较202_年底提高4.8个百分点;平板电脑的娱乐性和便捷性特点使其成为网民的重要娱乐设备,202_年底使用率达到34.8%,并在高学历(本科及以上学历网民使用率51.0%)、高收入人群(月收入5000元以上网民使用率43.0%)中拥有更高使用率。我国手机网民规模达到5.57亿,较202_年增加5672人。手机网民中学生群体所占的比例最高,为23.8%。

移动智能终端(智能手机、笔记本、PDA掌上电脑、Pad平板电脑等)的普及和移动通信技术的发展,不仅对传统PC发起挑战,也使得旧有传统移动站暴露出越来越多诸如交互性差、共享性差、自适应能力差的弱点,使得其“新媒体”地位已经岌岌可危,甚至有沦落为“旧媒体”的危险。

通过对智能终端数量的增长速度、不同类型人群使用智能终端的比例、三种主流智能手机操作系统所占市场份额及传统移动站所存在的问题分析发现,高校中的广大师生符合高学历群体、学生群体这些特征,这就意味着高校的信息化建设将不可避免的要紧随时代脚步,顺应用户需求,加快高校信息化应用平台和应用系统向网络应用移动化方向发展。移动校园平台的研究现状

近年来,随着各高校网络基础设施建设和信息系统平台搭建的陆续完成和完善,数字校园建设已经开始逐渐采取整体规划和建设的模式,进入信息资源建设和信息系统集成时期,信息资源丰富程度和整合程度关乎整个数字校园平台的性能,以数字校园的建设目的或者用户主体主要有三类,第一是为教师群体服务,以用户的教学、科研为核心,围绕这个核心进行资源整合;第二是为管理部门服务,以高校日常管理工作为核心;第三则是以学生群体为主要服务对象,综合并且平衡三类用户的特性和需求,尝试利用信息化技术提高教学、科研、管理和学习的效率。然而根据目前及未来高校教师和学生群体的特点,他们获取海量的信息化资源的主要途径还是智能移动终端,所以移动校园平台的重要性日益凸显,随着信息技术的快速发展,高校信息化建设也与时俱进,移动校园平台旨在改变师生传统的工作、学习、生活模式,力图实现真正的便利化、移动化。移动校园平台设计与实现需要解决的问题

3.1 移动终端中间件

中间件是一类位于应用系统与系统软件之间的软件,在移动应用开发中,移动终端通过虚拟浏览器向服务器提交用户的访问申请,并分析、抓取并最终生成数据流交给数据流过滤模块,并由这一模块过滤多余控制符的操作,最后由数据渲染模块生成用户显示页面并返回给浏览器呈现给用户。由于移动智能终端性能和无线网络的差别和特性的限制,在传统的分布式应用系统中使用的中间件技术不能满足移动应用的需求,移动终端中间件应满足如下要求。

3.1.1 轻计算负载

由于移动应用是运行于资源有限的移动智能终端,所以要考虑终端性能、网络条件的差异性,简化功能,构造轻量型中间件。

3.1.2 上下文感知

由于使用移动应用的用户位置可能是随时发生变化的,导致本来就不太稳定的无线网络(相对于高速、稳定的有线网络而言)的稳定性更加难以保障,从而带来不能正常获取服务,这就要求中间件具备一定的上下文感知性能,通过及时感知上下文变化,提高应用性能。

3.1.3 自适应

中间件要随时监视资源供需变化情况,并及时做出相应调整,采取不同的执行策略确保应用的高效稳定运行。

3.2 移动终端单点登录

在移动终端开发中,我们可以利用SharedPreferences类实现单点登录,它是一种轻量级应用程序内部的轻量级存储方案,是一种常用来保存配置文件的类,通

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